Hoy, aprendamos sobre los principios de los circuitos de cargadores de teléfonos móviles o celulares de una manera sencilla para principiantes.
Quizás estés leyendo este artículo en el navegador web de tu teléfono celular, ¿verdad? Tu teléfono funciona con una batería de Li-on, y cuando se queda sin energía, hay que cargarlo con un cargador de móvil o cargador de móvil. Pero la batería Li-on siempre debe mantenerse completamente cargada.
Cómo funciona
Hoy en día, el cargador de teléfono celular convierte la red eléctrica de CA a un voltaje estable de 5 V para cargar el teléfono celular (el teléfono celular ya tiene incorporado un sistema de carga y un sistema de administración de batería).
Dentro del cargador de celular o teléfono móvil hay solo una fuente de alimentación conmutada de 5V. Es pequeño y barato.
Existen muchos circuitos de cargadores de 5 V. Pero primero comenzaremos con un circuito simple. Referirse a el diagrama de bloques a continuación para comprender el concepto amplio.
En el primer bloque Rectificador y Filtro. Convierte de una red principal de CA de alto voltaje a una tensión de CC más alta. La entrada puede ser de 110V AC a 240V AC.
Por ejemplo:
El sistema norteamericano convierte 120 VCA en 170 VCC. Pero el sistema europeo convierte 220 V en 311 V CC.
Este bloque contiene un circuito rectificador de media onda.
La red principal de CA fluye a través de una resistencia fusible R1. Se romperá o se autodestruirá cuando haya demasiada electricidad. Luego, D1 rectifica la CA (corriente alterna) a una CC (corriente continua) pulsante. Luego, se filtra a un voltaje CC suave de 170 V o 311 V.
Conozca la fuente de alimentación conmutada RCC
Existen varios sistemas de alimentación conmutados. Es bien sabido que tienen al menos dos partes principales: un oscilador y un transformador.
Pero si necesitamos que el circuito tenga una capacidad de salida baja, sea lo más simple y rentable posible. Podemos tener dos opciones: un convertidor directo y un convertidor Ringing-Choke (RCC).
Pero elegimos el sistema RCC por las siguientes razones:
1. Se utiliza más ampliamente como fuente de alimentación conmutada con una capacidad de salida bastante baja, de menos de 100 vatios.
2. Utilice oscilación auto-oscilada, que, teniendo en cuenta el bajo costo y el tamaño pequeño, tiene una eficiencia bastante alta.
3. El pequeño número de piezas consta de un transistor, un transformador de conmutación, resistencias, condensadores y algunas otras piezas.
4. Sólo se requiere un circuito controlador simple.
5. No necesita estrangulador filtrante.
El transformador de conmutación.
Este circuito tiene un componente interesante, un transformador de conmutación. Es un transformador que opera a altas frecuencias. Es fácil diferenciarlo de otros transformadores por su tamaño muy reducido.
Sirve para transformar el voltaje de CA a un transformador reductor de valor más bajo. Este circuito utiliza T1 con 3 devanados de bobina:
1. Primario: Una resistencia de aproximadamente 8,2 Ω, aproximadamente 200 vueltas de alambre de cobre esmaltado de 39 AWG.
2. Secundario: Una resistencia de aproximadamente 0,2 Ω, aproximadamente 6 vueltas de alambre de cobre esmaltado de 28 AWG.
3. Retroalimentación: Una resistencia de aproximadamente 1 Ω, aproximadamente de 10 a 20 vueltas de alambre de cobre esmaltado de 36 a 39 AWG.
Nota: AWG significa American Wire Gauge.
Si no puede encontrar un transformador de conmutación de este tamaño, puede elegir uno que tenga un tamaño aproximado de 10 a 15 mm o similar. Cada transformador puede tener una resistencia de devanado diferente. Pero lo importante es que tienen que tener 3 bobinas, y la bobina primaria tiene la resistencia más alta de cualquier otra bobina. Puede ser entre 15 y 25 veces mayor que la bobina secundaria.
Transistor de conmutación para convertidor Ringing-Choke
El transistor para RCC debe tener las características esenciales de alto hFE, conmutación de alta velocidad, la capacidad de soportar alto voltaje y una amplia RBOA (área operativa de seguridad con polarización inversa).
Según mi experiencia, el transistor MJE13001 se ve comúnmente en una fuente de alimentación conmutada porque es un transistor NPN BJT de alto voltaje en forma TO-92. Y, para otras características básicas:
- Rango hFE (ganancia de corriente CC): 5 a 40
- IC (corriente del colector): 200 mA
- Voltaje del colector a la base VCB): 600 V
- VCE (Voltaje colector a emisor: 400v
- VEB (voltaje del emisor a la base): 7V
- TJ (temperatura de unión: 150°C
- Disipación de potencia en el transistor: 1000mW
- FT (frecuencia de transición): 8MHz
El funcionamiento básico del circuito RCC.
Por el diagrama de bloques, sabemos que utilizó un transistor de conmutación y un transformador de conmutación. A continuación vamos a aprender cómo funciona un oscilador (OSC) o un oscilador flyback.
Cuando se aplica el voltaje de entrada. La corriente de base (IB) fluye a través de la resistencia R2. Polarizando el transistor Q1, encendiéndolo.
En segundo lugar, la corriente del colector (IC) fluye a través del devanado primario y comienza a aumentar rápida y linealmente como se muestra en el gráfico, hasta alcanzar el nivel umbral.
Después de unos momentos, el devanado de retroalimentación comenzará a liberar cada vez más un voltaje opuesto (negativo) bajo, cargando el capacitor C3 y continuando fluyendo hacia la base de Q1. El VBE es voltaje negativo. Tiene mayor potencia que la corriente que fluye a través de R2. En consecuencia, el transistor se apaga y la corriente deja de fluir a través del devanado primario.
Cuando se agota la corriente negativa de descarga. La corriente de base comienza a fluir a través de R2 para polarizar nuevamente la base del transistor Q1.
Este ciclo continuará para siempre entre 10.000 y 50.000 veces por segundo. Este cambio de frecuencia depende del voltaje de entrada y del peso de la carga.
Consulte la forma de onda de funcionamiento de cada parte del sistema RCC.
Podemos ver la relación entre IC, VCE y VBE cuando un transistor se enciende y apaga.
Y ahora tenemos un oscilador, o circuito oscilador de retorno.
También almacena energía en el transformador durante el período en que el transistor está encendido y envía esta energía a la carga a través del rectificador 2 cuando el transistor está apagado.
El rectificador y filtro 2 también es el circuito rectificador de media onda, pero ahora con una frecuencia más alta. También es mejor utilizar un diodo rectificador Schottky, 1N5819, en lugar del 1N4007 original. Porque 1N5819 es más eficiente en frecuencias más altas.
Y en el condensador de filtro C5, lo cambiamos por una capacitancia más alta de 470 µF para filtrar la corriente alta con mayor suavidad.
Comprobador de voltaje de error
¿Cómo podemos estabilizar el voltaje a 5V?
Agregamos D4, C4 y D3 como verificador de voltaje de error. Parte del voltaje de CA del devanado de retroalimentación fluye a D4 y C4, el rectificador de media onda a un voltaje de CC negativo. Y el D3 es un diodo Zener de 6,2 V. es demasiado alto y este voltaje negativo también es demasiado alto a más de 6,2 V. El D3 tiene polarización directa, por lo que algo de voltaje negativo reduce el VBE del transistor. Entonces, la corriente del colector (IC) del transistor también es menor. Entonces, el voltaje de salida eventualmente disminuye.
Finalmente, tomamos cada pieza y las ensamblamos formando un circuito completo de Cargador de Celular.
Debido al problema del pico de voltaje debido al funcionamiento del transformador de conmutación (consulte el gráfico anterior), puede causar daños a otros componentes, especialmente al transistor de conmutación. Entonces, ponemos R4, C2 y D2. Para el diodo D2, puede absorber un pico de voltaje negativo.
También agregamos R3 y R5 para mejorar la corriente polarizada del transistor.
Y el LED1 indica que el circuito está funcionando y R4 limita una corriente segura para el LED1.
Sin embargo, puede modificar el nuevo circuito para que sea más pequeño y más sencillo. Pero puede haber un problema con picos de voltaje, por lo que es una opción que debes considerar.
Cambiar el voltaje de salida
Elegir el voltaje del diodo Zener
Podemos utilizar el 1N5237 (8,2 V 0,5 W), que provoca un voltaje de salida de aproximadamente 7,4 V, para cargar una batería de 6 V.
Veremos eso:
1. El voltaje de salida de este adaptador debe ser superior al voltaje de la batería en aproximadamente un 20%. Si utilizamos una batería de 12V, el voltaje de salida es de unos 14 voltios.
2. El colapso Los voltajes (Vz) del diodo Zener también deben ser superiores al voltaje de salida, alrededor del 20%.
Supongamos que el voltaje de salida es de aproximadamente 14 voltios. Por tanto, deberíamos utilizar el diodo Zener de 18 voltios.
El diodo Zener del circuito utilizó 0,5 vatios.
Fuente:
Buen cargador de bateria
Mientras se carga, la batería no se calienta. Así, la vida útil de una batería es larga, pudiendo recargarse varias veces.
La desventaja es que la carga tarda aproximadamente 3 horas porque la carga es de baja corriente, entre 500 mA y 800 mA.
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Conclusión
En la naturaleza de este circuito, sin carga, el voltaje de salida es ligeramente mayor. Cuando la carga está conectada, el voltaje se puede reducir según sea necesario.
El cargador de móvil satisface nuestras necesidades: es sencillo, pequeño y barato, pero también se puede hacer más eficiente. Ambos cuentan con un mejor suministro energético, manteniendo un voltaje estable.
Hacer el circuito del cargador de batería de celda de gel
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